Что такое bash в Linux? Гайд по созданию bash-скриптов
Обновл. 29 Июл 2021 |
bash (сокр. от «Bourne-Again shell») — это командная оболочка (или «интерпретатор командной строки»), используемая по умолчанию в операционных системах на базе Unix и Linux, созданная в 1989 году Брайаном Фоксом с целью усовершенствования командной оболочки sh.
bash позволяет автоматизировать различные задачи, устанавливать программное обеспечение, настраивать конфигурации для своего рабочего окружения и многое другое. В этой статье мы рассмотрим использование нескольких основных команд в bash, а также рассмотрим гайд по созданию bash-скриптов.
Что такое терминал?
Терминал — это программа, которая используется для взаимодействия с шеллом. Это просто интерфейс к нему и другим программам командной строки, которые работают внутри нее. Вот как выглядит типичный терминал (Konsole) в Debian 11 (окружение рабочего стола — KDE Plasma):
Типичный терминал вLinux
Всякий раз, когда мы открываем окно терминала, мы видим приглашение шелла — имя_пользователя@имя_машины:
Команды в bash
Команда в bash — это наименьшая единица кода, которую bash может выполнить. С помощью команд мы сообщаем шеллу, что нам нужно, чтобы он сделал. bash обычно принимает от пользователя одну команду и возвращается к нему после того, как команда будет выполнена. Чтобы немного освоиться в bash, давайте попробуем выполнить несколько простых команд.
Командаecho — возвращает всё, что вы вводите в командной строке:
Пример использования команды echo
Командаdate — отображает текущее время и дату:
Пример использования команды date
Командаpwd (сокр. от «printworkingdirectory») — указывает на текущий рабочий каталог, в котором команды шелла будут искать файлы.
Пример использования команды pwd
Пример использования команды ls
Команда cd (сокр. от «changedirectory») — изменяет текущую директорию на заданную пользователем. Рассмотрим некоторые примеры использования данной команды:
cd — меняет текущую директорию на заданную. Давайте попробуем с помощью команды ls перейти к корневому каталогу / и ознакомимся с его содержимым. Обратите внимание, что мы также можем использовать точку с запятой ; для записи двух команд в одной строке.
Пример объединения двух команд в одной строке
cd — вернуться в домашний каталог.
Командаmkdir (сокр. от «makedirectory») — создает новый каталог.
Команда mv (сокр. от «move») — перемещает один или несколько файлов/каталогов из одного места в другое (заданное пользователем). Для этого нужно указать, что мы хотим переместить (т.е. источник), и куда мы хотим переместить (т.е. пункт назначения).
В качестве примера я создам новый каталог Ravesli в своей домашней директории и перемещу в него все .txt-файлы (ну как «все», у меня там только один файл — Адреса.txt) из /home/diego/Документы/ с помощью двух вышеприведенных команд:
Перемещение файлов с помощью команды mv
Команда touch — создает новые пустые файлы (а также изменяет временные метки в существующих файлах и каталогах). Вот как мы можем создать пустой файл под названием foo.txt в папке Ravesli из домашнего каталога:
Создание файла с помощью командыtouch
Давайте удалим ранее созданный файл foo.txt:
Удаление файла с помощью командыrm
Командаrmdir (сокр. от «removedirectory») — удаляет каталоги.
Давайте удалим созданный ранее каталог /home/diego/Ravesli:
Удаление каталогов с помощью командыrmdir
Команда cat (сокр. от «concatenate») — считывает файл и выводит его содержимое. Она может работать с несколькими файлами, объединяя их вывод в единый поток (отсюда и происходит её название). У меня в домашнем каталоге есть папка untitled с файлами С++/Qt-проекта, и ниже я использую команду cat для просмотра содержимого файла main.cpp из untitled:
Пример использования командыcat
Просмотр нескольких файлов с помощью командыcat
Отображение справочной информации с помощью командыman
Редактор nano
Гайд по созданию bash-скриптов
Наш шелл, это не только промежуточное звено между пользователем и системой, но еще и мощный язык программирования. Программы, написанные на языке шелла, называются shell-скриптами (или shell-сценариями) и имеют соответствующее расширение файлов — .sh. Сам язык содержит полный набор утилит и команд, доступных в *nix-системах, а также циклы, условные операторы, объявление переменных и пр. Такие скрипты будут очень полезными там, где не требуется использование полноценных языков программирования, например, в задачах администрирования операционной системы.
Создание bash-скрипта
Чтобы создать новый файл bash-скрипта, откройте в любом редакторе текстовый файл и сохраните его с расширением .sh. Все дальнейшие эксперименты я будут проводить в Debian Linux, с применением текстового редактора nano.
Давайте создадим новый файл ravesli.sh:
$ touch ravesli.sh diego@debian:
Чтобы выполнить файл bash-скрипта, нужно изменить права доступа к файлу и сделать его исполняемым. Разрешение, как вы наверняка помните из предыдущих уроков, изменяется командой chmod +x :
$ chmod +x ravesli.sh diego@debian:
Выполнение bash-скрипта
Файл bash-скрипта может быть запущен двумя способами:
Bash (Bourne-again Shell) — командная оболочка/язык программирования проекта GNU. Название представляет собой отсылку к предшественнику, существовавшей некогда командной оболочке Борна (Bourne shell). Bash работает в большинстве UNIX-подобных операционных систем, в том числе и в GNU/Linux.
В Arch Linux Bash является командной оболочкой, используемой по умолчанию.
Contents
Запуск
Поведение Bash зависит от способа, каким он был запущен.
Файлы настроек
В зависимости от способа запуска Bash считывает и исполняет определённый набор файлов. Подробнее см. раздел Bash Startup Files справочного руководства GNU Bash.
Файл
Описание
Оболочки входа (см. примечание)
Интерактивные оболочки (не входа)
/etc/profile
Системный, считывает и исполняет файлы /etc/profile.d/*.sh и /etc/bash.bashrc с настройками приложений.
Да
Нет
/.profile (в указанном порядке). Файл-образец /etc/skel/.bash_profile содержит также указание на исполнение файла
Оболочка и переменные окружения
Поведение оболочки Bash и запущенных в ней программ зависит от переменных окружения. Переменные окружения хранят значения различных параметров оболочки, например, расположение каталогов с исполняемыми файлами или название используемого по умолчанию браузера. При запуске новой оболочки или сценария они наследуют переменные окружения родительского процесса, то есть начинают работу с набором переменных исходной оболочки [1].
Для создания переменной окружения необходимо экспортировать переменную оболочки:
Переменные окружения принято перечислять в файлах
Командная строка
Командная строка Bash работает под управлением библиотеки Readline. Readline позволяет использовать комбинации клавиш в стиле emacs и vi для взаимодействия с командной строкой, например, для перемещения назад и вперёд целыми словами, удаления слов и т.д. Кроме того, Readline отвечает за хранение истории выполненных команд, а также позволяет создавать макросы.
Автодополнение
Автодополнение (tab completion) — завершение вводимых команд по нажатию клавиши Tab (работает по умолчанию).
Одиночное нажатие
Вывести список возможных завершений для частично введённой команды можно несколькими повторными нажатиями клавиши Tab — иногда двумя или тремя. В статье Readline#Быстрое завершение описано, как уменьшить количество нажатий до одного.
Дополнительные программы и опции
Настройки для команд
Другие опции автодополнения можно найти в руководстве Bash.
История команд
Автодополнение истории
Клавиши стрелок «вверх» и «вниз» можно назначить для поиска команд в истории (см. Readline#История команд и Синтаксис init-файлов Readline):
Или же, чтобы это работало во всех программах Readline:
Сокращение истории
Переменная HISTCONTROL позволяет предотвратить логирование некоторых команд. Например, чтобы одинаковые команды не попадали в историю, присвойте переменной следующее значение:
Отключение истории
Чтобы временно отключить историю, выполните:
Включить историю обратно можно командой
Чтобы отключить всю историю Bash:
После необходимо удалить старый файл истории (имейте в виду — команды ниже удалят его безвозвратно):
run-help из Zsh
Предполагается, что вы используете (стандартный) режим редактирования Emacs.
Псевдонимы
alias (англ. псевдоним) — команда для замены одной строки на другую. Часто используется для сокращения системных команд до аббревиатур или для добавления стандартных аргументов к часто используемым командам.
Пользовательские псевдонимы хранятся в файле
Функции Bash подробно описаны в Bash/Функции.
Советы и рекомендации
Настройка приглашения
Подстветка синтаксиса и подсказки
blesh-git AUR — редактор командной строки, который написан на чистом Bash и предназначен заменить Readline. Предлагает множество дополнительных возможностей вроде подстветки синтаксиса, подсказок, завершения команд с выпадающим меню, аббревиатур, режима редактирования Vim, хук-функций и т.д.
После установки необходимо считать и выполнить его в интерактивном сеансе. Настройки подробно объясняются в файле
Command not found
В pkgfile есть хук «command not found», который при вводе неизвестной команды автоматически ищет подходящий исполняемый файл в пакетах в официальных репозиториях.
Чтобы хук заработал, его необходимо считать и исполнить:
После этого при попытке запустить недоступную команду будет выведена следующая информация:
Отключение комбинации Ctrl+z
Нажатие Ctrl+z в терминале ставит приложение на паузу или закрывает его. Отключить эту комбинацию клавиш можно следующим образом:
Очистка экрана после выхода
Очистка экрана виртуального терминала после выхода:
Смена каталога при вводе пути
то произойдёт следующее:
Autojump
Запрет на перезапись файлов
Отключение перезаписи файлов с помощью перенаправления вывода на время текущего сеанса:
Сделать изменения постоянными:
Принудительно перезаписать файл при установленном noclobber :
Решение проблем
Перенос строк при изменении размера окна
Оболочка завершается даже с опцией ignoreeof
После задания опции ignoreeof вы можете обнаружить, что многократное нажатие Ctrl-d всё равно приводит к завершению процесса оболочки. Дело в том, что по умолчанию эта опция позволяет игнорировать только 10 нажатий данной комбинации клавиш (если быть точным — 10 ситуаций EOF) перед выходом из оболочки.
Задать большее значение можно переменной IGNOREEOF. Например:
Анализ сценария и поиск ошибок
Программа shellcheck проверяет сценарии Bash (и других командных оболочек) на предмет ошибок и предлагает возможные улучшения кода.
Перевели статью, которая поможет лучше понять, как работает bash, а значит, сэкономить время и уменьшить количество ошибок. Далее текст от лица автора.
Недавно я проводила рефакторинг установки для разнообразного набора приложений. Это была большая куча образов Docker, которые должны быть гибкими, но стабильными. Некоторые веб-приложения также необходимо перезапускать удобным для пользователя способом, который отображает полезные сообщения об ошибках для разработчиков различной квалификации.
Эта задача потребовала большой работы, но я уверена, что стала лучше разбираться в сценариях bash. Мне легко писать эту статью, потому что я записывала все странные мелочи, которые требовали времени на отладку.
Bash настолько странный, что не все из этих мелочей можно подробно разобрать в одной статье, поэтому в каждом разделе я даю ссылки на статьи или учебные пособия, где все эти моменты подробно расписаны.
Язык программирования, на котором писала ваша бабушка
Bash создан Брайаном Фоксом (легендарный и недооцененный парень) и выпущен в 1989 году как open source замена для Bourne Shell, вышедшей в 1976 году. Его название является аббревиатурой от Bourne Again SHell.
Как и в случае с CSS, я перестала бояться писать сценарии bash, когда узнала о нем несколько ключевых моментов: как он работает, в чем действительно хорош и как заставить его делать то, что мне нужно. Я также столкнулась с множеством глупых маленьких ошибок, которые мне просто пришлось заучить.
Написание скриптов командной оболочки — это очень весело, если вы овладеете основами! Ничто не заставит вас почувствовать себя более опытным хакером, чем написание дикого однострочника, который запускается с первой попытки.
Кстати, поскольку эта статья относится к миру Linux и операционных систем, у меня есть примечание для тех, кто занимается этими вопросами дольше меня: нормально (даже рекомендуется!) исправлять меня, если я ошибаюсь, просто будьте вежливы.
Версии
Язык сценариев оболочки, c которым большинство из нас работает в настоящее время, — это версия bash для Mac и Linux, используемая для эмуляции терминала в /bin/bash.
Debian (и, соответственно, Ubuntu и Linux Mint) теперь использует другой, но в основном совместимый язык сценариев оболочки (dash) для системных задач. Прим. переводчика: так утверждает автор статьи, но я везде вижу использование bash.
Вы также можете установить zsh в качестве основной оболочки, который в целом похож на bash, но имеет и отличия.
Из-за всех этих небольших вариаций хорошей идеей будет поместить #!/bin/bash (или какой-либо другой язык сценариев оболочки, который вы хотите использовать) вверху файлов, чтобы указать, что сценарий оболочки должен использовать конкретно этот язык, а не какой-либо еще из установленных на сервере.
Указание языка оболочки в заголовке файла сделает его поведение более предсказуемым. Например, ответы на Stack Overflow обычно предполагают, что вы используете именно bash.
Основы
Давайте сначала рассмотрим несколько фундаментальных вещей.
Сценарии оболочки, по сути, представляют собой текстовые потоки, которые передают данные между собой. Они используют философию Unix, заключающуюся в том, чтобы хорошо выполнять одну задачу и объединять крошечные инструменты в более крупные программы по принципу работы конвейера в промышленности. Результат выполнения каждый инструмента передается на вход следующему по порядку.
Синтаксис
Bash использует нестрогий синтаксис; вы можете использовать точку с запятой в конце строки, если хотите, и отступы не влияют на выполнение кода. В нестрогости синтаксиса кроется ловушка. Синтаксис bash важен и очень специфичен. Вдобавок, по сравнению с другими языками, ошибки в синтаксисе трудно диагностировать.
Например, можно получить ошибку “[grep isn’t a valid command”, если забыть поставить пробел внутри квадратных скобок [] или “Unexpected end of file”, когда вы забыли точку с запятой после <>.
При определении переменной пробел между переменной и знаком = и между знаком = и значением приводит к разным результатам. Существует важное различие между одинарными кавычками и двойными.
Синтаксические ошибки всегда выглядят как логические ошибки, что затрудняет выявление опечаток.
Структура
Сценарии оболочки понимают операторы управления выполнением: операторы if, циклы while, циклы for, операторы case и так далее.
Отличие bash от других языков — это условия и области видимости. Однако, поскольку bash в большей степени ориентирован на однострочные и одноразовые сценарии, условия используются не так часто, как в других языках.
Вот пример однострочника, который использует управление выполнением без каких-либо операторов if:
Примечание: \ обозначают перенос строки, tac похож на cat, но выводит файл в обратном порядке.
Это выглядит уродливо, но эффективно, и иллюстрирует сильные и слабые стороны сценариев оболочки.
Сценарий bash может быть очень кратким и трудным для чтения. Вы можете многое сделать в несколько строк, но когда что-то сломается, может быть трудно понять, почему. Это благословение и проклятие. С большой силой появляется огромный потенциал, чтобы все испортить.
Что такое поток? Что такое команда?
Каждая команда — это программа, которая делает одну вещь. Grep, например, ищет вещи и возвращает строки. Запросы и файлы подаются на вход, найденные строки идут с выхода.
Вы можете подумать: «Да ладно, именно так работает все программирование», но в данном случае все немного сложнее, и это особенно важно понять.
Входы и выходы передаются от команды к команде в виде текстовых потоков. Есть три места, куда эти потоки идут и откуда берутся:
Это называется «поток», потому что строки выводятся в разных точках выполнения команды/функции, а не в конце, как вы могли бы подумать.
Вы отправляете текст на стандартный вывод с помощью таких команд, как printf и echo. Неопытный программист может думать, что это просто команды для вывода сообщений отладки, как в Python или JavaScript. Это не так.
Потоки позволяют объединять команды и функции. Хороший способ проиллюстрировать это — объяснить, как работают функции.
Командная оболочка Bash является одним из нескольких главных компонентов в дистрибутивах Linux. Она позволяет читать и запускать команды, выполнять скрипты, работать с файлами. Наличие Bash не менее важно для полноценного функционирования операционных систем семейства Linux, чем ядро или рабочее окружение.
Рассмотрим, как и для чего был создан программный продукт, разберем его преимущества, области применения и расскажем о начале работы с Bash. Обзор будет полезен всем, кто начинает свое практическое знакомство с Linux, а также тем, кто хочет иметь под рукой удобную шпаргалку с основным функционалом командного интерпретатора.
Что такое Bash
Bash (Bourne again shell или «возрождённый» shell) – это модифицированная версия программной оболочки Bourne-shell (sh или «Оболочка Борна»). Она является командным процессором, работающим интерактивно в текстовом окне. Bash нужен для приема команд пользователя и их отправки операционной системе для последующей обработки.
Bash – это универсальный инструмент для выполнения различных задач, который в некоторых случаях позволяет избежать установки специализированного программного обеспечения. Одновременно, это скриптовый язык программирования, позволяющий создавать сценарии для автоматизации различных операций.
История создания
Предшественница Bash – Bourne-shell (sh, «Оболочка Борна») была одной из первых оболочек для операционных систем Unix. Ее создал в 1978 году британский ученый Стивен Борн, давший Bourne-shell свое имя.
Изначально оболочка sh обладала относительно небольшим набором функций. Но в 1987 году Bourne-shell заинтересовался программист Брайан Фокс, сумевший доработать и значительно расширить ее функционал. В 1989 году Брайан создал бета-версию Bash и продолжал поддерживать свое детище вплоть до 1993 года.
Брайан Фокс — создатель оболочки Bash.
Основные команды, правила их написания и прочие особенности Bash были перенесены из sh. Прочие возможности, включая историю, позаимствованы из Korn Shell и C Shell (других вариаций Bourne-shell). Bash практически полностью соответствует стандартам POSIX.
Сегодня оболочка Bash предустановлена в большей части дистрибутивов Unix/Linux. Взаимодействие оболочки и операционной системы обеспечивается с помощью специальной программы – терминала (например, lxterm, xterm, eterm, gnome-terminal).
Синтаксис
Правила написания Bash представляют собой расширенный синтаксис Bourne-shell. Узнать подробности про основы взаимодействия с оболочкой, а также спецификации конкретных команд можно в руководстве Bash Reference Manual, распространяемом GNU. Это полезная шпаргалка для начинающих, позволяющая быстрее сориентироваться в оболочке.
Пример скрипта
Ниже рассмотрен пример самого простого скрипта, выводящего надпись «Hello world».
Данный сценарий состоит из двух строк, где первая указывает операционной системе, что файл должен запускаться при помощи оболочки Bash. Во второй строчке указывается действие – его и должен выполнить скрипт. Это действие должно напечатать в окне терминала соответствующую надпись.
Отличие Bash от Bourne-shell
Bash в Linux способна выполнять практически все важные сценарии Bourne-shell без внесения дополнительных изменений. Исключение составляют те, где необходимо ссылаться на спецпеременные Bourne-shell или, где применяются ее встроенные команды.
В синтаксисе Bash применяются приемы из Korn Shell и C Shell:
Используя консоль Bash в качестве интерактивного интерпретатора, можно прибегать к автодополнению названий файлов, программ, переменных и команд нажатием клавиши Tab (↹).
Для чего нужен Bash
Основные преимущества
На данный момент разработано множество различных вариаций Bourne-Shell. Но, по сравнению с ними, командный интерпретатор Bash обладает рядом преимуществ.
Примечание. Чем новее интерпретатор, тем больше функций он предоставляет. Узнать версию Bash в Linux можно командой:
Примеры применения
Как работать с Bash
Рассмотрим, как пользоваться Bash на примере подключения к веб-серверу (где находятся файлы сайта) с установленным дистрибутивом Linux через протокол SSH с нуля.
Для этого можно воспользоваться любым предпочитаемым способом. В данном случае рассматривается веб-сервер с Ubuntu, хотя в других дистрибутивах принцип остается тем же.
1. После успешного ввода логина и пароля программа Терминал Linux в автоматическом режиме запустит Bash. Собственно, пользователь уже подключится к системе и увидит приглашение на ввод команд.
2. Приглашение отображается относительно стандартно и имеет следующий вид:
В примере:
3. Когда приглашение выполнено, терминал автоматически поставит пробел и будет находиться в ожидании ввода команд. На предложенном изображении была нажата кнопка «Enter». В следующей строчке введена команда «cd» перейти в существующий каталог «/opt». Еще ниже отображается результат вывода – рабочей папкой стала «/opt» и это показано в приглашении.
4. Командная строка Linux позволит запускать любое установленное в системе приложение. Как правило, каталоги со списком исполняемых программ расположены в папках «/bin, /usr/bin». Проверяемые каталоги интерпретатор сохраняет в переменной «$PATH». Просмотреть их список можно командой:
5. Далее можно воспользоваться командой «ls» и добавить к ней один из каталогов, найденных в «$PATH», чтобы увидеть список доступных программ. Например:
6. Если приложение консольное, Bash произведет его запуск в терминале. Ниже показан пример запуска редактора Nano.
7. Bash также позволяет осуществлять запуск приложений в фоновом режиме. Для запуска в фоне, после ввода названия программы в конце следует добавить знак амперсанда (&).
Здесь строка «[2] 23258» – это номер и PID процесса. При этом nano находится в фоновом режиме. Вернуться к нему можно командой «fg» (добавив номер задачи, если их запущено несколько) или «jobs».
Поскольку в фоне может работать достаточно много команд, проверить номер требуемой можно командой «bg». Она отобразит список активных задач.
Заключение
Помимо вышеперечисленного в этой статье, интерпретатор имеет множество полезных встроенных команд. С их помощью можно выполнять весь спектр работы с веб-сервером. Часть этих команд используется для работы со строками и массивами текстовых данных в консольном окружении ОС семейства Unix.
Оптимальное решение для размещения сайтов любого профиля и посещаемости — виртуальный сервер от Eternalhost. Оперативная техподдержка 24/7 и реально работающая бесплатная защита от DDoS.
Брайан Фокс — создатель оболочки Bash.
В примере:
